Що таке підошва фундаменту. З яких умов визначають розміри підошви фундаменту дрібного закладення

Стовпчастий фундамент

Основа звичайнісінького монолітного стрічкового фундаменту являє собою залізобетонну платформу, яка потрібна для того, щоб навантаження і від самого фундаменту і від тієї будівлі, яка на ньому стоїть, розподілялася на грунт рівномірно. Як правило, ширина підошви стрічкового фундаменту або основи фундаменту повинна бути вдвічі більша за ширину самого фундаменту.

Будівництво підошви фундаменту походить з розрахунку даних, що характеризують ґрунт.

Висота такої підошви, як правило, робиться не більше тридцяти сантиметрів, а ширина підошви фундаменту робиться на рівні шістдесят сантиметрів. Здебільшого такі фундаменти посилюються кількома рядами арматури, один прут якої має діаметр дванадцять міліметрів.

Іноді буває так, що ширина підошви перевищує ширину фундаменту у кілька разів. Це пов'язано з тим, що деякі типи ґрунтів просто не можуть тримати більші маси, які виникають при будівництві великих об'єктів.

Етапи будівництва

Перед тим, як розпочати будівництво потрібно в котловані розмітити точне розташування фундаменту, тобто намітити кути та перетин стін і так далі. Якщо перед початком робіт, на цій ділянці працювали геодезисти, то розмітка не становить складності. Залишиться просто натягнути шнур між вішками (спеціальними прапорцями). Вішки, як правило, встановлюються ще до того моменту, як почали копати котлован.

Також у цій справі використовується виска. Він допомагає встановити нові прапорці. Для зручності як такі прапорці можна використовувати шматки арматури - їх потім при заливанні фундаменту не потрібно буде виймати, а заливати разом з ними. Прапорці потрібно встановлювати на такій відстані, яка точно відповідала б довжині стіни, яка стоятиме на цій ділянці фундаменту.

Після того, як два прапорці встановлені потрібно встановити ще два, тобто в двох кутах, що залишилися. Зробити це можна способом діагоналі. Він полягає в тому, що за допомогою простих математичних розрахунківточно вираховується діагональ будівлі на основі знань про довжину та ширину будівлі.

Знаючи довжину діагоналі та розміри фундаменту можна легко та найголовніше точно визначити положення двох інших прапорців. Робиться це так:

Ширина підошви стрічкового фундаменту часто більша за ширину самого фундаменту.

• Двоє людей тримають початок рулетки у вже зазначених точках;
• Ще одна людина перехрещує два вільні кінці рулеток на тій позначці, яка показує довжину стіни;
• У точці перетину в землю забивається ще один прапорець.

Після того, як розмітка зроблена, її потрібно повністю перевірити, щоб унеможливити можливі помилки. Перевіряється це просто. Все, що потрібно зробити, це просто виміряти довжини всіх сторін, і якщо вони відповідають плану будівництва, значить розмітка зроблена правильно.

Опалубка під фундамент

Після розмітки та її перевірки у разі успіху для майбутнього фундаменту слід підготувати опалубку. Для неї можна використовувати звичайні дошки, які мають близько 30 сантиметрів завширшки і не менше трьох по товщині. Пов'язано це з тим, що при заливанні бетону він надаватиме на опалубку дуже великий бічний тиск, і тонкі дошки можуть прогнутися, що призведе до викривлення фундаменту.

Щоб скріпити дошки між собою, в землю необхідно вбити П-подібні металеві прути, при цьому горизонтальна планка такого прута має бути не більшою, ніж ширина фундаменту. Такі елементи необхідно ставити один від одного на відстані, що не перевищує 70 сантиметрів.

Самі дошки потрібно розташовувати так, щоб стіна була точно по центру фундаменту.

Робота починається з того, що між собою скріплюються дві дошки зазначеного розміру під кутом дев'яносто градусів. Така будова служитиме зовнішнім кутом. Далі цей кут встановлюємо на певній відстані від шнура.

Після цього за допомогою П-подібних скоб встановлюємо внутрішні стіни опалубки, які повинні бути встановлені паралельно зовнішнім стінам. Так відбувається поступове просування від одного кута опалубки до другого та третього. Усі скоби, які фіксують опалубку, на прямих ділянках дозволяється ставити на відстані приблизно 110-120 сантиметрів.

На стику дошки повинні бути збиті між собою цвяхами, які варто забивати під кутом, щоб одним цвяхом прибити дві дошки. З боків від стику необхідно встановити по одній фіксуючій скобі.

Якщо дошки маю трохи криві торці, то щоб не вийшла між ними щілина, нагору із зовнішнього боку прибивають ще одну дошку, яка закриває цю щілину. Якщо ж якась дошка виявилася трохи довшою, ніж решта, то її можна не обрізати, а просто прибити поверх другої дошки.

зворотня засипка

Ширина фундаменту обчислюється залежно від навантаження будівлі та несучої здатності ґрунтів.

Після повної установкиопалубки, деякі місця слід зміцнити. Зробити це можна за допомогою зворотного засипання. Присипати землею потрібно місця, де є потенційна слабкість, наприклад, місце стиків дощок опалубки, або місце, де немає можливості вбити фіксатор і так далі. Такі місця потрібно присипати землею до верху дощок. Крім того, присипати можна і весь фундамент по периметру, але меншою кількістю землі. Це запобігає опалубці від піднімання і виштовхуючи зі свого положення при великій вологості землі, наприклад, під час дощу.

Встановлення рівня фундаменту

Встановити рівень кромки фундаменту можна за допомогою теодоліту. Є два основні правила користування цим інструментом:

1. Вона повинна мати строго горизонтальне розташування;
2. Повинна розміщуватись на точно встановленій глибині.

Щоб потім не переміряти, позначки рівнів можна фіксувати за допомогою дрібних цвяхів. Забивати цвяхи варто лише на половину їхньої довжини з кроком приблизно 0,5-1 метр. Цвяхи забиваються із внутрішньої сторони всіх дощок опалубки. Пізніше, коли в опалубку почне заливатись бетон, то такі цвяхи будуть служити мірною лінією, по якій потрібно орієнтуватися, щоб в одному місці фундамент не був залитий вище, а в іншому нижче.

Заливка бетоном

Траншея під стрічковий фундамент

Бетонування котловану починається з важкодоступних місць. Якщо виходить так, що до деяких місць взагалі немає можливості підступитися, їх заливка відбувається так:

• Спочатку починаємо заливати те місце, яке розташоване поруч із важкодоступним;
• Лопатою підгрібаємо у важкодоступне місце бетон доти, доки він не досягне зазначеного цвяхами рівня.

Армування фундаменту

Після завершення заливання бетону можна приступати до армування бетону. Виробляти зміцнення фундаменту краще арматурою з діаметральним перерізом 12-12,5 міліметрів. Для цього лозини арматури потрібно розкласти на рідкому бетоні, на відстані приблизно п'ятнадцять-двадцять сантиметрів від кожної стіни опалубки. Пруття потрібно просовувати під П-подібні фіксатори.

Після того, як прути укладені, їх слід втопити в бетон. Зробити це можна за допомогою штикових лопат. Виробляти утоплення потрібно на глибину приблизно двадцять сантиметрів, тобто на дві третини довжини багнета лопати.

Коли прути повністю занурені в бетон, то для того, щоб уникнути попадання туди повітря, потрібно лопатою зверху зробити трасування, тобто багаторазово засовувати в бетон лопату і висовувати так, щоб багнет лопати був розташований перпендикулярно пруту арматури.

Затирання фундаменту

Тепер, коли арматуру укладено, потрібно трохи підняти П-подібні фіксовані елементи. Піднімати їх варто не повністю, а на висоту приблизно 5-10 сантиметрів. Потрібно це для того, щоб виконати затирання кромки бетонної поверхні з метою її згладжування. У свою чергу згладжування потрібне для того, щоб полегшити подальші роботи з будівництва цоколя або стін, а також для того, щоб спростити процес видалення бруду з фундаменту.

Вирізання шпонкової канавки

Така канавка потрібна для забезпечення надійного з'єднання між фундаментом та цоколем або стіною споруди. Проводиться видавлювання вздовж усієї центральної лінії верхньої фундаментної кромки. Стандартів за розміром канавки немає, але зазвичай роблять досить широкою. Наприклад, як один із варіантів розмірів такої канавки, можуть бути розміри:

Взагалі такі показники можуть лежати в діапазоні від 2,5 до 5 сантиметрів, і від 6 до 10 сантиметрів відповідно.

Виробляти вдавлювання найкраще довгим дерев'яним бруском із прямокутним перетином, і, як правило, ширина канавки визначається шириною бруса.

Виробляти пристрій канавки найкраще після того, як бетон вже трохи застиг. Цей факт дозволить зберегти зроблену канавку свою прямокутну форму і не запливти. Однак, якщо бетон буде вже занадто твердим, то при вдавлюванні бруса та подальшого його видалення стінки шпонкової канавки можуть розсипатися.

Канавки слід розташовувати лише на прямих ділянках. На кутах їх робити не варто, мало того, канавки не повинні доходити до кутів 50-80 сантиметрів.

Прибирання опалубки

Після того, як бетон фундаменту набрав близько 80 відсотків своєї міцності, що досягається через тиждень у спекотну погоду, то можна прибирати опалубку. Перш, ніж прибирати дошки, спочатку потрібно провести деякі роботи. Наприклад, з малювання всіх кутів. Робиться це так:

• Спочатку беремо лінійку і на кожній зовнішній дошці опалубки на розі відзначаємо відстань десять-п'ятнадцять сантиметрів;
• Далі, малюючи прямо по фундаменті, ведемо від точок лінії паралельно стінам;
• На місці перетину ліній ставимо крапку.

Внаслідок такої нескладної роботи виходить, що ми намалювали квадрат, один кут якого є зовнішнім кутом фундаменту.

Потрібна така робота для того, що потім точно знати, де є зовнішній кут фундаменту, так як часто буває, що він у процесі будівництва сколюється, і стає незрозуміло де фундаменту виводити кут стіни.

Стовпчастий фундамент

Стовпчастий фундамент застосовується, коли потрібно побудувати будинок, який матиме відносно невелику вагу, наприклад, такою будівлею може бути каркасний будинок.

Конструктивно такий фундамент складається із звичайних стовпів та плит перекриття. Стовпи можуть виконуватися з різних матеріалів:

• Цеглини;
• Камінь;
• Дерево.

Можна використовувати інші матеріали.

Ширина одного стовпа залежить головним чином від несучої здатності ґрунту, на якому він встановлений, та від маси всієї будівлі. Розрахувати це дуже просто.

Насамперед необхідно дізнатися, на якому типі землі планується будівництво. Далі за довідковими даними, можна знайти якою несучою здатністю має цей тип. Наприклад, ми дізналися, що на ґрунт можна чинити тиск не більше 2,5 кілограма сили на сантиметр. квадратний площіґрунту.

Тоді далі вимірюємо масу запланованої будівлі. Зробити це можна також за спеціальними довідковими даними, виходячи з особливостей кожного будівельного матеріалу. Наприклад, якщо відомо, що будівництво відбуватиметься піноблоками, то не важко підрахувати, скільки штук таких блоків потрібно і скільки всі вони важитимуть. Так само дізнаємося масу перекриття і даху.

Маси обробки можна не враховувати, так само, як і людей усередині будівлі. Ця вага вже врахована, тому що не було відрахування всіх ніш, тобто вікон та дверей.

Після того, як були зроблені всі розрахунки маси, і вона стала відома, потрібно зробити розрахунок площі, на якій вся ця маса стоятиме. Роблять це так: спочатку обчислюють кількість стовпів, потім площу зіткнення з ґрунтом кожного стовпа, тобто ширину стовпа множать на довжину стовпа. Після цього можна обчислити сумарну площу опори як кількість стовпів, помножене на площу опори одного стовпа.

Після того, як цей розрахунок зроблено, потрібно дізнатися з якою силою буде тиснути будинок на один сантиметр квадратний площі опори. Для цього потрібно всю вагу поділити на всю площу. Отримаємо тиск на один квадратний сантиметр. Наприклад, вся маса вийшла 100000 кілограм, а вся площа дорівнює 50000 квадратним сантиметрам, відповідно на один квадратний сантиметр буде чинитися тиск у 2 кілограми сили.

Монолітний стрічковий фундамент не армується лише при спорудженні невеликих і невідповідальних споруд – гаражів, господарських сараїв, садових альтанок. У разі будівництва житлових будинків, громадських, промислових, комерційних будівель, особливо у складних ґрунтових умовах, армування є обов'язковим.

Причини, з яких потрібно армувати залізобетонний фундамент

У залізобетонній конструкції кожен компонент – бетон чи арматура – ​​виконує різні функції. Бетон при розтягуванні здатний подовжуватися лише на частки міліметра. При великих навантаженнях, що розтягують, і поперечних зрізних силах у неармованій бетонній конструкції можуть виникати деформації, що призводять до розтріскування і появи інших дефектів, аж до руйнування.

Сталеві елементи каркаса залізобетону можуть приймати навантаження, що розтягують, десятикратно перевищують ті, що може сприймати бетон. Пластичний сталевий прокат, маючи властивість подовжуватися без розриву на 5-25 мм, працює на розтягування, запобігаючи розвитку деформацій у конструкції за допустимі межі.

Монолітна фундаментна стрічка є системою балок, пов'язаних між собою на кутах і перетинах, що лежить на суцільній пружній грунтовій основі. Грунти постійно зазнають впливу кліматичних факторів - промерзають взимку і відтають навесні, зволожуються поверхневими або підземними водами, при цьому збільшуючись або зменшуючись в обсязі.

Сила, що виникає при цьому, знизу передаються на фундамент, а при постійному навантаженні від будівлі зверху в конструкції виникають зусилля стиснення і розтягування. При цьому стиснення та розтягування можуть відчувати різні зониперерізу монолітних балок, що становлять стрічковий фундамент.

Тому основна схема армування стрічкового фундаменту – це об'ємний каркас із розташуванням сталевих прокатних виробів угорі та внизу поперечного перерізу. Якщо ширина підошви стрічки перевищує ширину стіни понад 600 мм, то додатково армується і підошва за допомогою плоских сіток.

Яка арматура використовується для армування стрічкових фундаментів

Армування стрічкового фундаменту виконується за допомогою просторових каркасів і плоских сіток, в яких сталеві прокатні вироби діляться на робітники, що сприймають основні зусилля, що розтягують, і конструктивні, службовці для закріплення робочих стрижнів.

Розглянемо які сталеві стрижні можна використовувати для стрічкового фундаменту. Як робоча використовується рифлений сталевий прокат класу А3, за іншою класифікацією А400, що випускається по ГОСТ 5781-82* або А500С згідно з ГОСТ Р 52544-2006. Рифлений прокат сприяє кращому зчепленню робочих стрижнів з бетоном. Армування стрічкового фундаменту за допомогою прокату А500С дозволяє зварювати каркаси та сітки. Як конструктивну застосовуються стрижні з гладкою поверхнею класу А1 або, за іншим позначенням, А240.

Арматура періодичного профілю

Про використання робочої арматури класів А3 і А500С, відмінності між ними, вигоду застосування А500С, особливості встановлення каркасів і сіток ми писали в статті «Стрілянковий фундамент: від земляних робіт і подушки до заливки бетону та зняття опалубки».

Усі роботи з армування потрібно проводити, дотримуючись вказівок технічних документів СП 52-101-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції без попередньої напруги арматури», СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції», користуючись якими, можна армувати стрічковий фундамент своїми руками.

Розрахунок діаметра арматури та кількості робочих стрижнів для стрічки

Діаметр круглого прокатудля стрічкового фундаменту визначається виходячи з розрахунку, у якому враховуються навантаження, які несе фундамент. Навантаження збирається з усіх несучих стін у додатку на 1 погонний метр по довжині фундаменту. У сумарному навантаженні враховуються:

• власна вага конструкцій стін з різних матеріалівкам'яної кладки, легкобетонних блоків, дерев'яних, монолітного залізобетону тощо;
• власна вага перекриттів - залізобетонних або дерев'яних, що збирається з 1 м 2 і половини прольоту між несучими стінами;
• ваги людей, меблів, перегородок, обладнання та ін., що діє на перекриття, що збирається з 1 м 2 та половини прольоту перекриття. Приймається за СНиП 2.01.07-85* «Навантаження та дії»;
• вага покриття та конструкцій покрівлі, що збирається з 1 м 2 та половини прольоту;
• вага снігового покриву взимку, що приймається по СНіП 2.01.07-85 *.

Після збору навантажень розраховується ширина конструкції стрічки з урахуванням несучої здатності основи. Ми навели приклади, як правильно зробити збір навантажень, розрахунок ширини стрічки та товщини протипучинної подушки в статті «Дрібнозаглиблений стрічковий фундамент: розрахунок глибини, підготовка основи, армування своїми руками та калькулятор розрахунків».

Там же є таблиці для збирання навантажень для різних видівстін та перекриттів, величини значень розрахункових опорів різних типівґрунтів, якими можна скористатися при розрахунку будь-яких стрічкових фундаментів, призначених для малоповерхових будівель. Для швидкого розрахунку на сторінці статті передбачено калькулятор.

Розрахунок армування виконується з урахуванням прийнятих габаритів конструкції фундаменту – ширини підошви та висоти перерізу за методикою СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції». Щоб правильно розрахувати армування стрічкового фундаменту згідно зі СНиП, слід звернутися до професійних проектувальників.

А ми наведемо спрощений метод розрахунку.

Спрощений розрахунок армування стрічкового фундаменту

Спрощений розрахунок сталевого прокату для стрічкового фундаменту полягає у підборі кількості робочих стрижнів, а також їх діаметра за основним показником – мінімальним відсотком армування.

Згідно вимог п.5.11 Таблиця 5.2 Допомога до СП 52-101-2003сумарна площа робочих стрижнів, які можуть сприймати зусилля, що розтягують, не повинна становити менше 0,1 % площі перерізу залізобетонної конструкції, що розраховується.

Так як монолітна стрічка має вигляд балки, на яку впливають різноспрямовані сили, то розтягнуті зони можуть бути і вгорі, і внизу поперечного її перерізу.

Таким чином, головна умова розрахунку – наявність в обох зонах перерізу конструкції поздовжніх робочих стрижнів із сумарною площею не менше 0,1 % загальної площіперерізу.

Формула для розрахунку відсотка армування за п.5.11 Допомога до СП 52-101-2003:

Pr – одиниця дорівнює 100%;

A s; - Сумарна площа робочих стрижнів, мм 2;

b – ширина стрічки, мм;

h; - Робоча висота поперечного перерізу, мм.

З цієї формули можна знайти необхідну мінімальну площу стрижнів:

При розрахунку потрібно враховувати правила армування стрічкового фундаменту, викладені в Посібники до СП 52-101-2003 у «Посібнику з конструювання бетонних та залізобетонних конструкцій з важкого бетону (без попередньої напруги)».

Згідно п. 5.17 Допомога до СП 52-101-2003мінімальний діаметр кожного із робочих стрижнів обмежується 12 мм.

Вихідні дані: стрічковий фундамент монолітний під зовнішні стіни перетином 600 мм (b – ширина) на 500 мм (H – повна висота);

Спочатку визначаємо h0, яка дорівнюватиме висоті перерізу без захисного бетонного шару.

Захисний шар, який необхідно витримувати для нижніх стрижнів на підошві стрічки, що укладаються на піщану або щебеневу підготовку – 70 мм. Але для верхньої арматури захисний шар – 30 мм, тому набуваємо середнього значення – 50 мм:

h0 = H - 50 = 500 - 50 = 450 мм

Визначаємо площу перерізу стрічки, яка використовуватиметься в розрахунках:

b x h0 = 600 x 450 = 270 000 мм 2

Необхідна мінімальна площа робочих стрижнів As у кожній зоні перерізу дорівнюватиме:

As = b x h0 x 0,001 = 270 000 x 0,001 = 270 мм 2

Для добірки діаметрів робочих стрижнів та їх кількості за мінімально необхідною площею наводимо Таблицю 1.

За таблицею знаходимо найближчі значення мінімального діаметра 12 мм за умови установки 3-х стрижнів. Значення буде між колонками з 2-ма (226 мм 2) і 3-ма стрижнями (339 мм 2), приймаємо більше – 339 мм 2 для 3-х стрижнів.

В результаті остаточно приймаємо по 3 робочі стрижні, що мають діаметр по 12 мм в обох зонах поперечного перерізу.

Схеми армування стрічкового фундаменту

Наводимо дві основні схеми армування монолітного залізобетонного фундаменту, які можуть використовуватись у малоповерховому будівництві.

Схема 1 – якщо ширина стрічки дорівнює ширині стіни

Схема армування 1

Схема 2 – якщо ширина стрічки перевищує ширину стіни

Схема армування 2

В обох випадках стрічка армується по довжині просторовим каркасом, робочі стрижні якого, розташовані в обох зонах поперечного перерізу конструкції, сприймають і компенсують зусилля, що розтягують.

Якщо стрічка виступає за межі цоколя більш ніж на 0,5 м, зусилля, що розтягують, будуть виникати в зоні підошви перпендикулярно до її осі. Для того, щоб компенсувати ці зусилля додатково використовується армування підошви стрічки в поперечному напрямку до осі стіни.

Оптимальне рішення при цьому – в'язка сітки, що складається з робочих та конструктивних стрижнів та укладання її перед встановленням просторового каркасу.

При влаштуванні просторових каркасів крім поздовжніх робочих стрижнів використовується поперечна арматура, яка служить не тільки для з'єднання в одну конструкцію поздовжніх прокатних виробів, але і для сприйняття поперечних навантажень, що перерізують на стрічку. Поперечна арматура протидіє також утворенню тріщин у конструкції та перешкоджає бічному витріщуванню робочих стрижнів.

У складі просторових каркасів поперечні прокатні вироби використовують у вигляді хомутів, які охоплюють поздовжні робочі стрижні по периметру каркаса. Для хомутів застосовується арматура з гладкою поверхнею класу А1, що має діаметр у межах 6-8 мм.

Хомути для просторового каркасу

У технічному документі СП 52-101-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції без попередньої напруги арматури»визначені діаметри арматури при різних умовахармування, які наводимо у Таблиці 2.

Крім вимог щодо використання для різних елементів просторових каркасів та плоских сіток арматурних стрижнів певного діаметра та класу нормами передбачається низка правил з армування монолітних конструкцій.

Правила армування монолітного стрічкового фундаменту

При виробництві армування стрічки необхідно дотримуватися таких нормативних правил:

• робочі стрижні, встановлені в поздовжньому напрямку каркасів та сітках, повинні мати один діаметр. У разі використання арматури з різним діаметром стрижні з б обільшим діаметром необхідно розташовувати в нижній зоні стрічки;
• при ширині стрічки, що перевищує 150 мм, кількість поздовжніх робочих елементів, розміщених в одному рівні, не повинна бути меншою за 2;
• відстань у каркасі між поздовжніми елементами, встановленими в одному рівні, не допускається менше 25 мм у нижньому ряду каркасу і менше 30 мм у верхньому ряду. При влаштуванні просторових каркасів також необхідно передбачити місця пропуску глибинних вібраторів. У цих місцях просвіт не повинен бути меншим за 60 мм;
• крок прокатних виробів у стрічковому фундаменті, передбачений для монтажу хомутів або поперечних елементів, повинен бути в межах висоти конструкції і не більше 500 мм;
• захисний шар бетону, передбачений для робочої арматури каркасів або сіток, що розташована біля підошви стрічки, повинен становити 35 мм при бетонній підготовці, 65 мм – при підготовці з піску або щебеню;
• захисний бетонний шар з бокових та верхніх сторін конструкції – 40 мм, для хомутів або поперечних стрижнів – 10 мм.

Виготовлення каркасів та сіток

У разі використання звичайного прокату класів А1, за іншою класифікацією А240 і А3(А400), проводиться в'язка арматури під стрічковий фундамент, для чого застосовується спеціальний в'язальний дріт. Зварювання арматурних елементів можливе лише за умови використання прокату класу А400С або А500С.

В'язальний дріт виготовляється з низьковуглецевої сталі, має діаметр у межах 0,8-1,4 мм і призначений спеціально для виготовлення елементів несучого каркасу залізобетонних конструкцій. При в'язці каркасів і сіток використовуються відрізки завдовжки 30 см, які попередньо нарізаються.

Розглянемо як в'язати арматуру для стрічкового фундаменту. Для виконання цього виду робіт використовується спеціальний інструмент: ручні гачки або насадки на шуруповерт, в'язальні пістолети, пасатижі, щипці та кусачки.

Гачок для ручного в'язання арматури

З відрізків в'язального дроту роблять петлю, яку пропускають навколо місця з'єднання арматурних стрижнів, потім кінці закручують вручну за допомогою гачка вязального або механічним способом за допомогою насадки на шуруповерт або пістолета.

Способи в'язання арматури

Так як каркаси та сітки з арматури мають обмежену довжину, може виникнути питання: як зв'язати арматуру для стрічкового фундаменту. По довжині каркаси та сітки стикують за допомогою: нахлеста без зварювання або зварюванням у разі використання прокату класу А400С або А500С.

Пістолет для в'язання арматури

При зварюванні внахлест довжина стрижнів арматури не повинна становити менше 10 діаметрів.

У разі з'єднання нахлестом довжина перепуску арматурних стрижнів повинна становити не менше 20 діаметрів елементів, що з'єднуються, і не менше 250 мм.

В'язка арматури механізованим способом

Для розрахунку загального обсягу матеріалу можна використовувати калькулятор арматури для стрічкового фундаменту на цій сторінці.

Армування кутів та стиків

У місцях примикань та кутових з'єднань стрічки відбувається найбільша концентрація напруги, тому ці вузли необхідно додатково зміцнювати.

Для посилення використовується встановлення додаткових стрижнів за такими схемами:

Посилення кута за допомогою додаткових стрижнів

При посиленні кута стрічки встановлюються додаткові Г-подібні та трапецієподібні стрижні, які кріпляться до робочих стрижнів у верхньому та нижньому рівнях каркасів, що з'єднуються.

Посилення Т-подібного перетину

При посиленні Т-подібного перетину встановлюються додаткові трапецієподібні стрижні у верхньому і нижньому рівнях каркасів, що з'єднуються.

Посилення перетину стін

При посиленні взаємного перетину встановлюються трапецієподібні стрижні.

Армування кутів стрічкового фундаменту може здійснюватися також за такими схемами:

Посилення кута П-подібними елементами

Варіант посилення кута Г-подібними хомутами

Варіант посилення Т-подібного примикання П-подібним та Г-подібними хомутами

Розрахунок кількості арматури

Вихідні дані: малоповерховий будинок розмірами 10 х 12 м із середньою стіною, що несе, розташованою по довгій стороні. Перетин стрічки 400 х 400 мм. Армування – просторовий каркас із 6 стрижнів робочої арматури діаметром 12А3. Хомути із гладкого прокату діаметром 6А1 розташовані з кроком 400 мм.

Визначаємо загальну довжину стрічки:

10 х 2 + 12 х 3 = 56 м.п.

Довжина робочих стрижнів дорівнюватиме:

Довжина одного хомута:

0,4 х 4 /1,15 = 1,39 м (1,15 - коефіцієнт переведення периметра перерізу стрічки в довжину хомута)

Довжина стрижнів для хомутів:

140 х 1,39 = 194,6 м.п.

Результати розрахунку збільшуємо на 5% - це запас, що враховує різання арматури та відходи.

Робоча арматура: 336 х 1,05 = 353 м.п. або 352 х 0,888 = 313 кг

Хомути: 194,6 х 1,05 = 204 м.п. або 204 х 0,222 = 46 кг

Для швидкого підрахунку кількості матеріалів можна використовувати розташований тут калькулятор стрічкового фундаменту арматури та опалубки.

Способи та прийоми армування стрічкового фундаменту

Наведені вище дві основні схеми, за якими можна армувати стрічковий фундамент, а також схеми пристрою посилення кутів та перетинів для малоповерхових будинків були багаторазово використані та випробувані при реальному будівництві у важких ґрунтових умовах – при основах, складених із просадних та пучинистих ґрунтів. Тому рекомендую використовувати ці схеми та наведену інформацію щодо підбору сталевих стрижнів та конструювання каркасів для будинків висотою в 1-2 поверхи за будь-яких ґрунтових умов.

При будівництві складніших і відповідальних споруд для проектування фундаменту слід звернутися до професійних проектувальників.

ГОСТ 5781-82* “Сталь гарячекатана для армування залізобетонних конструкцій;

ГОСТ Р 52544-2006 "Прокат арматурний періодичного профілю, що зварюється, класів А500С і В500С для армування залізобетонних конструкцій";

СП 52-101-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції без попередньої напруги арматури»;

СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції»;

СНиП 2.01.07-85 * «Навантаження та впливу»;

СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції»;

Посібник до СП 52-101-2003 "З проектування бетонних та залізобетонних конструкцій з важкого бетону без попередньої напруги арматури";

«Посібник з конструювання бетонних та залізобетонних конструкцій з важкого бетону (без попередньої напруги»).

Як правильно армувати стрічковий фундамент: в'язка арматури своїми руками, який діаметр використовувати, калькулятор та схема армування

Інформація про армування стрічкових фундаментів своїми руками

Відповідно до СНиП2.02.01-83 умовою проведення розрахунків за деформаціями (за другим граничним станом) є обмеження середнього підошви фундаменту тиску pвеличиною розрахункового опору R:

p £ R, (6.4)

де p- Середній тиск під підошвою фундаменту, кПа;

R- Розрахунковий опір грунту основи, кПа.

Ця умовамає виконуватися з недовантаженням: для монолітних фундаментів – £5%, для збірних – £10%.

Виконання умови ускладнюється тим, що обидві частини нерівності містять шукані геометричні розміри фундаменту, у результаті розрахунок доводиться вести шляхом послідовних наближень кілька ітерацій.

Пропонується така послідовність операцій при доборі розмірів фундаменту:

задаються формою підошви фундаменту:

Якщо фундамент стрічковий, то розглядається ділянка стрічки довжиною 1м та шириною b.

Якщо фундамент прямокутний, то задаються співвідношенням сторін прямокутника у вигляді h=b/l= 0,6 ... 0,85. Тоді A=bl=b 2 /h, де A- Площа прямокутника, l- Довжина, b- Ширина прямокутника. Звідси. Окремим випадком прямокутника є квадрат, у цьому випадку

Þ обчислюють попередню площу фундаменту за формулою:

де N II- Сума навантажень для розрахунків по другій групі граничних станів, кПа. У разі стрічкових фундаментів це погонне навантаження, у разі прямокутних та квадратних – зосереджене навантаження;

R 0- Табличне значення розрахункового опору ґрунту, де розташовується підошва фундаменту, кПа;

g¢ II– середнє розрахункове значення питомої ваги ґрунтів, що залягають вище підошви фундаменту, кН/м 3 ;

d 1– глибина закладення фундаментів безпідвальних споруд або наведена глибина закладення зовнішніх та внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу:

де h s- Товщина шару грунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;

h cf- Товщина конструкції підлоги підвалу, м;

g cf- Розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м 3 ;

Рисунок 6.6: До визначення глибини закладання фундаментів

а- При d 1<d; б - при d 1>d; в - для плитних фундаментів

1- зовнішня стіна; 2 – перекриття; 3 – внутрішня стіна; 4 - підлога підвалу; 5 - фундамент

за відомою формою фундаменту обчислюють ширину фундаменту:

у разі стрічкового фундаменту b=A¢;

у разі квадратного фундаменту;

у разі прямокутного та l=h/b.

Після визначення необхідних розмірів фундаменту необхідно в записці пояснення запроектувати тіло фундаменту у вигляді ескізу з проставленням розмірів. При цьому розмірами фундаменту можна у невеликих межах варіювати із конструктивних міркувань, викладених у п.6.2.1. Тільки після уточнення всіх розмірів фундаменту можна перейти до наступного пункту.

Þ за формулою (7) СНиП 2.02.01-83 обчислюють розрахунковий опір ґрунту основи R:

де g с1і g с2- Коефіцієнти умов роботи, що враховують особливості роботи різних ґрунтів на підставі фундаментів і приймаються по Таблиця 6.14;

k- Коефіцієнт, що приймається: k=1 – якщо характеристики міцності грунту ( зі j) визначені безпосередніми випробуваннями та k= 1,1 - якщо вони прийняті за таблицями СНіП;

k z- Коефіцієнт, що приймається k z=1 при b<10м; k z=z 0 /b+0,2 при b³10м (тут z 0=8м);

b- Ширина підошви фундаменту, м;

g IIі g¢ II– усереднені розрахункові значення питомої ваги ґрунтів, що залягають відповідно нижче підошви фундаменту (за наявності підземних вод визначається з урахуванням зважуючої дії води) та вище підошви, кН/м 3 ;

з II- Розрахункове значення питомого зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту, кПа;

d b– глибина підвалу – відстань від рівня планування до підлоги підвалу, м (для споруд із підвалом шириною B£20м і глибиною понад 2м приймається d b=2м, при ширині підвалу B>20м приймається d b=0);

M g, M q, M c- безрозмірні коефіцієнти, що приймаються за Таблицею 6.15;

d 1- Глибина закладення фундаментів безпідвальних споруд або наведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу (див. попередній пункт),м.

Таблиця 6.14

значення коефіцієнтів g с1і g с2

Грунти	g с1	g с2для будівель та споруд з жорсткою конструктивною схемою щодо їх довжини (або окремого відсіку) до висоти L/H
³4	£1,5
Крупноуламкові з піщаним заповнювачем і піщані, крім дрібних та пилуватих	1,4	1,2	1,4
Піски дрібні	1,3	1,1	1,3
Піски пилуваті: маловологі та вологі насичені водою	1,25 1,1		1,2 1,2
Пилувато-глинисті та великоуламкові з пилувато-глинистим заповнювачем, з показником плинності ґрунту або заповнювача: I L£0,25	1,25		1,1
Те саме, при 0,25< I L£0,5	1,2		1,1
Те ж саме, при I L >0,5

Примітки:

1. Жорсткими вважаються будівлі та споруди, конструкції яких пристосовані до сприйняття додаткових зусиль від деформацій основи.

2. У будинках з гнучкою конструктивною схемою приймають g с2=1.

3. При проміжних значеннях відношення довжини будівлі або споруди до висоти L/Hкоефіцієнт g с2визначається інтерполяцією.

Таблиця 6.15

значення коефіцієнтів M g, M qі M c

j II, град	M g	M q	M c	j II, град	M g	M q	M c
			3,14		0,72	3,87	6,45
	0,03	1,12	3,32		0,84	4,37	6,90
	0,06	1,25	3,51		0,98	4,93	7,40
	0,1	1,39	3,71		1,15	5,59	7,95
	0,14	1,55	3,93		1,34	6,35	8,55
	0,18	1,73	4,17		1,55	7,21	9,21
	0,23	1,94	4,42		1,81	8,25	9,98
	0,29	2,17	4,69		2,11	9,44	10,80
	0,36	2,43	5,00		2,46	10,84	11,73
	0,43	2,72	5,31		2,87	12,5	12,77
	0,51	3,06	5,66		3,37	14,48	13,96
	0,61	3,44	6,04		3,66	15,64	14,64

Þ визначаємо фактичну напругу під підошвою фундаменту:

Реактивний тиск грунту по жорсткій підошві центрально навантаженогофундаменту приймається рівномірно розподіленим, кПа:

, (6.8)

де N II– нормативне вертикальне навантаження лише на рівні обрізу фундаменту, кН;

G fIIі G gII– вага фундаменту та ґрунту на його уступах (для визначення ваги необхідно визначити об'єм тіла фундаменту або ґрунту та помножити його на питому вагу), кН;

A- Площа підошви фундаменту, м2.

Нецентровано навантаженимвважають фундамент, у якого рівнодіюча зовнішніх навантажень не проходить через центр ваги площі його підошви. Таке навантаження є наслідком передачі на нього моменту або горизонтальної складової навантаження. При розрахунку тиск по підошві позацентрово навантаженого фундаменту приймають таким, що змінюється за лінійним законом, а його крайові значення при дії моменту сил щодо однієї з головних осей визначають як для випадку позацентрового стиснення:

, (6.9)

де M x , M y– згинальні моменти, щодо основних осей підошви фундаменту, кНм;

W x , W y- Моменти опору перерізу підошви фундаменту щодо відповідної осі, м 3 .

Епюра тисків під підошвою фундаменту, отримана за цією формулою має бути однозначною, тобто. по всій ширині перерізу напруги повинні бути стискаючими. Це викликано тим, що напруги, що розтягують, у разі їх виникнення, можуть призвести до відриву підошви фундаменту від основи і буде необхідний спеціальний розрахунок, який не входить у передбачений обсяг курсового проекту.

Þ Залежність «навантаження-осаду» для фундаментів дрібного закладення можна вважати лінійною лише до певної межі тиску на основу. Як така межа приймається розрахунковий опір ґрунтів основи R. Виконання умови p=Rвідповідає утворенню в однорідній основі під краями фундаменту незначних, глибиною z max@b/4, областей граничного напруженого стану (областей пластичних деформацій) ґрунту, що допускають, згідно з СНиП застосування моделі лінійно-деформованого середовища для визначення напруги в основі.

Застосовність моделі лінійно-деформованого середовища забезпечується виконанням наступних умов:

* для центрально навантаженихфундаментів:

p<R, (6.10)

* для позацентрово навантаженихфундаментів:

p<R,

p max<1,2R(6.11)

* для позацентрово навантаженихфундаментів із згинальними моментами у двох напрямках:

p<R,

p max<1,2R

p з max<1,5R(6.12)

У більшості випадків після першої ітерації ця умова не виконується з необхідним допуском (перевищення Rнад pдо 5%). Усі операції необхідно повністю повторити, підставивши у формулу для A¢замість R 0величину розрахункового опору R. Обчислити А, b, підібрати фундамент з новою величиною bвизначити нову величину R, розрахувати pі знову перевірити умову p<R.

Зазвичай внаслідок другої ітерації умова p виконується у 70% випадків. У разі невиконання умови розрахунок ще раз повторити.

При стрічкових фундаментах, коли ширина плит збігається із розрахунковою шириною, допускається заміна прямокутних плит плитами з кутовими вирізами. При цьому плити (будь-якої форми) укладаються у вигляді безперервної стрічки. При розбіжності розрахункової ширини із шириною плити проектуються переривчасті фундаменти.

За встановленою глибиною закладення, формою та розмірами підошви фундаменту конструюють фундамент, використовуючи збірні залізобетонні та бетонні фундаментні конструкції або конструкції з монолітного бетону.

Розрахунки супроводжувати необхідними ескізами.

Особливості розрахунку уривчастих фундаментів:

При будівництві будівель, до яких не пред'являється вимог підвищеної жорсткості, на міцних ґрунтах (щільних та середньої щільності пісках; твердих, напівтвердих, тугопластичних пилувато-глинистих) при рівні підземних вод нижче підошви фундаменту допускається застосування переривчастих стрічкових фундаментів, які влаштовують із плит, розташованих на деякій відстані один від одного. Особливо доцільно застосування таких фундаментів у тих випадках, коли отримана в розрахунках ширина виявляється меншою за стандартні плити.

Рисунок 6.7: Переривчастий фундамент

1 – поверхня ґрунту; 2 – бетонні блоки; 3 – фундаментні плити; 4 – проміжки між плитами, заповнені ґрунтом

Переривчасті фундаменти з плит прямокутної форми та з кутовими вирізами не рекомендується застосовувати:

* в ґрунтових умовах II типу за просадочністю;

* при заляганні під підошвою фундаменту пухких пісків;

* При сейсмічності району 7 балів або більше; у цьому випадку слід застосовувати плити з кутовими вирізами, укладаючи їх у вигляді безперервної стрічки;

* при заляганні нижче підошви фундаменту пилувато-глинистих ґрунтів з показником плинності I L>0,5.

Внаслідок розподільчої здатності ґрунтів та аркового ефекту тиск під підошвою уривчастих фундаментів на невеликій глибині вирівнюється і можна вважати, що вони працюють як суцільні. Тому їх ширину визначають, розрахунковий опір призначають і розрахунок осад виробляють як суцільних стрічкових фундаментів без вирахування площ проміжків.

Оптимальний інтервал між плитами Cпризначають з умови рівності розрахункового опору ґрунту R, отриманого для стрічкового фундаменту шириною b, опору ґрунту, отриманому для переривчастого фундаменту R піз шириною плити b пдовжиною l п, з коефіцієнтом умов роботи k d:

, (6.13)

Коефіцієнт умов роботи залежить стану ґрунтів (для проміжних значень визначається інтерполяцією):

* k d=1,3 – для пісків із коефіцієнтом пористості e@0,55 і пилувато-глинистих ґрунтів з показником плинності I L £ 0;

* k d=1 – для пісків з коефіцієнтом пористості e@0,7 і пилувато-глинистих ґрунтів з показником плинності I L=0,5;

З умов роботи ґрунтів основи та стінових блоків інтервал між плитами має бути C£ (0,9 ... 1,2) м і не більше 0,7 × l п, а ширина плити має бути b п£1,4 b. Для більш ефективного використання переривчастих фундаментів кількість інтервалів можна збільшити, застосовуючи укорочені плити (1180 і 780мм), якщо це не спричинить невиправданого збільшення трудових витрат.

3.1 Визначення глибини закладання фундаменту

Рисунок 1 – До визначення глибини закладання фундаменту

Будівля має підвал глибиною 3 м, отже, у будь-якому випадку підошва фундаменту буде нижчою за глибину промерзання. Визначимо мінімальну глибину закладення, виходячи з нормативної глибини промерзання за формулою:

де kh - Коефіцієнт, що враховує вплив теплового режиму будівлі на глибину промерзання грунту у фундаментів зовнішніх стін, визначаємо по таблиці 13;

dfn – нормативна глибина промерзання, яка визначається за картою нормативних глибин промерзання, для міста Бихова dfn= 1,05м

df=0,6∙1,05=0,63м

Призначаємо глибину закладення фундаменту залежно від п.1 та п.5 гл.4. Позначка чистої підлоги, згідно з завданням, при DL=-0,30 м дорівнюватиме 62,80 м, позначка підлоги підвалу буде в цьому випадку дорівнює 62,8-3=59,8 м.

Відмітка низу перекриття над підвалом 62,50 м. Приймаємо конструкцію фундаменту з п'яти блоків заввишки 0,6 м та подушки заввишки 0,3 м. Таким чином, відмітка підошви фундаменту складе 59,02 м.

d=62,5-59,2=3,3м

3.2 Влаштування піщаної подушки

Так як м'якопластичний суглинок не може бути природною основою, то ставимо фундаментну плиту на піщану подушку потужністю 1м.

Задамося характеристиками, якими повинен мати грунт піщаної подушки: ρds=1,62 г/см3-необхідна щільність; Woпт = 12% - оптимальна вологість для піску середньої крупності. Визначимо фізичні характеристики ґрунту подушки.

Коефіцієнт пористості за формулою (3):

де ρs – щільність твердих частинок ґрунту, т/м3, для піщаної подушки приймаємо ρs=2,67 т/м3

Ступінь вологості ґрунту подушки:

Таким чином, виходячи з отриманих фізичних характеристик, робимо висновок, що матеріалом піщаної подушки є пісок середньої щільності середньої крупності, маловологій.

Визначимо механічні характеристики даного ґрунту за таблицями 4, 5: R0=500 кПа, Cn=1 кПа, φn=350, Еn=30 МПа

3.3 Визначення розмірів підошви стрічкового фундаменту

Розміри підошви фундаменту в основному залежать від механічних властивостей ґрунтів основ і характеру навантажень, що передаються фундаменту, від особливостей несучих конструкцій, що передають навантаження на фундамент. Розміри фундаменту необхідно підібрати таким чином, щоб виконувалася умова:

тобто. розрахункові опади не повинні перевищувати допустимі.

Відповідно до виконання цієї умови реалізується за дотримання наступної умови:

PCP≤R,Pmax≤1,2R , Pmin≥0 (10)

Розміри підошви фундаменту під цегляну стіну визначимо на 1 метр погонний його довжини методом послідовного наближення.

Розрахункове значення навантаження Fv = 120кН.

Малюнок 2 – Розрахункова схема стрічкового фундаменту

Визначимо площу підошви стрічкового фундаменту за формулою:

(11)

Для стрічкового фундаменту ширина подушки визначається за такою формулою:

b=A/1м.п. (12)

b1=0,28м2/1м.п.=0,28м

Уточнюємо розрахунковий опір за формулою:

R=
(13)

де gС1 і gС2 – коефіцієнти умов роботи, що враховують особливості роботи різних ґрунтів на підставі фундаментів та приймаються за таблицею 16, .

k – коефіцієнт, який приймається: k=1,1 – т.к. міцнісні характеристики ґрунту прийняті за нормативними таблицями;

kZ – коефіцієнт приймається kZ=1 при b

Фундаментомназивають підземну частину будівлі, призначену для передачі навантаження від будівлі на грунти основи, що залягають на деякій глибину. Підошвою фундаменту називається його нижня поверхня, що стикається з основою; верхня площина фундаменту, на яку спираються наземні конструкції, називається обрізом . За ширину фундаменту приймається мінімальний розмір підошви b, а за довжину - Найбільший її розмір l. Висота фундаменту hfє відстань від підошви до обрізу, а відстань від поверхні планування до підошви називається глибиною закладення d.

До фундаментів дрібного закладення відносяться фундаменти, що передають навантаження на ґрунти основи переважно через підошву. Вони застосовуються в різних галузях та інженерно-геологічних умовах як у збірному, так і в монолітному варіантах (Таблиця 6.2). Таблиця 6.2

Області застосування фундаментів дрібного закладення

При центральному навантаженні форму окремих фундаментів у плані рекомендується набувати квадратного, а при позацентровому навантаженні – прямокутної (з ставленням сторін 0,6…0,85).

Незалежно від ґрунтових умов (крім скельних ґрунтів) під фундаментами влаштовують підготовку товщиною 100мм: під монолітними – бетонну, із бетону класу В3,5; а під збірними – із піску середньої крупності. При зведенні фундаментів на скельних ґрунтах по ґрунтовій основі влаштовують шар бетону класу В3,5, що вирівнює.

Розрахунок фундаменту дрібного закладення починають із попереднього вибору його конструкції та основних розмірів, до яких відносяться глибина закладення фундаменту, розміри та форма підошви. Потім для прийнятих розмірів фундаменту виробляють розрахунки основи граничних станів.

Визначення глибини закладання фундаменту. Очевидно, що чим менше глибина закладення фундаменту, тим менший обсяг матеріалу, що витрачається, і нижче вартість його зведення, тому природно прагнення прийняти глибину закладення якомога меншою.

Мал. Схеми напластування грунтів з варіантами влаштування фундаментів: 1- міцний грунт; 2-міцніший грунт; 3-слабкий ґрунт; 4-піщана подушка; 5-зона закріплення

Мінімальна глибина закладення фундаментів приймається не менше ніж 0,5 м від спланованої поверхні території; глибина закладення фундаменту в шар грунту, що несе, повинна бути не менше 10...15 см.

Глибина сезонного промерзання ґрунтів. df = khdfn, де kh - коефіцієнт, що враховує вплив теплового

режиму споруди, dfn – нормативна глибина сезонного промерзання ґрунтів, м.

Визначення форми та розмірів підошви фундаментів. Форма підошви фундаменту багато в чому визначається конфігурацією. При розрахунках фундаментів дрібного закладання по другому граничному стану (за деформаціями) площа підошви попередньо може бути визначена з умови pП≤R, де pП – середній тиск по підошві фундаменту, R – розрахунковий опір ґрунту основи.

Ця умова має виконуватися з недовантаженням: для монолітних фундаментів – £5%, для збірних – £10%.

Виконання умови ускладнюється тим, що обидві частини нерівності містять шукані геометричні розміри фундаменту, у результаті розрахунок доводиться вести шляхом послідовних наближень кілька ітерацій.

Пропонується така послідовність операцій при доборі розмірів фундаменту:

задаються формою підошви фундаменту:

Якщо фундамент стрічковий, то розглядається ділянка стрічки довжиною 1м та шириною b.

Якщо фундамент прямокутний, то задаються співвідношенням сторін прямокутника у вигляді h=b/l= 0,6 ... 0,85. Тоді A=bl=b2/h, де A- Площа прямокутника, l- Довжина, b- Ширина прямокутника. Звідси. Окремим випадком прямокутника є квадрат, у цьому випадку

Þ обчислюють попередню площу фундаменту за формулою:

де NII- Сума навантажень для розрахунків по другій групі граничних станів, кПа. У разі стрічкових фундаментів це погонне навантаження, у разі прямокутних та квадратних – зосереджене навантаження;

R0- Табличне значення розрахункового опору ґрунту, де розташовується підошва фундаменту, кПа;

g¢II– середнє розрахункове значення питомої ваги ґрунтів, що залягають вище підошви фундаменту, кН/м3;

d1– глибина закладення фундаментів безпідвальних споруд або наведена глибина закладення зовнішніх та внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу:

де hs- Товщина шару грунту вище підошви фундаменту з боку підвалу, м;

hcf- Товщина конструкції підлоги підвалу, м;

gcf- Розрахункове значення питомої ваги конструкції підлоги підвалу, кН/м3;

за відомою формою фундаменту обчислюють ширину фундаменту:

у разі стрічкового фундаменту b=A¢;

у разі квадратного фундаменту;

у разі прямокутного та l=h/b.

Після визначення необхідних розмірів фундаменту необхідно в записці пояснення запроектувати тіло фундаменту у вигляді ескізу з проставленням розмірів. При цьому розмірами фундаменту можна у невеликих межах варіювати із конструктивних міркувань, викладених у п.6.2.1. Тільки після уточнення всіх розмірів фундаменту можна перейти до наступного пункту.

Þ за формулою (7) СНиП 2.02.01-83 обчислюють розрахунковий опір ґрунту основи R:

Рисунок 6.6: До визначення глибини закладання фундаментів

а- При d1d; в- для плитних фундаментів

1- зовнішня стіна; 2 – перекриття; 3 – внутрішня стіна; 4 - підлога підвалу; 5 - фундамент

Центрально навантажений фундамент. Центрально навантаженим вважають фундамент, у якого рівнодіюча зовнішніх навантажень проходить через центр площі його підошви. Реактивний тиск ґрунту по підошві жорсткого центрально навантаженого фундаменту приймається рівномірно розподіленим pII=(NoII+GfII+GgII)/A, де NoII - розрахункове вертикальне навантаження на рівні обрізу фундаменту; GfIIі GgII - розрахункові значення ваги фундаменту та ґрунту на його уступах; А – площа підошви фундаменту. У попередніх розрахунках вага ґрунту та фундаменту в обсязі паралелепіпеда АВСD, в основі якого лежить невідома площа підошви А, визначається приблизно з виразу GfII+GgII=γmAd де γm - середнє значення питомої ваги фундаменту та ґрунту на його уступах, d – глибина закладення фундаменту, м.

А=NoII/(R-γmd). Розрахувавши площу підошви фундаменту, знаходять його ширину b. Ширину стрічкового фундаменту, якого навантаження визначають на 1 м довжини. Після обчислення значення b приймають розміри фундаменту з урахуванням модульності та уніфікації конструкцій та перевіряють тиск. Знайдена величина рII повинна бути наскільки можна близька до значення розрахункового R.

Нецентровано навантажений фундамент. Нецентровано навантаженимвважають фундамент, у якого рівнодіюча зовнішніх навантажень не проходить через центр ваги площі його підошви. Таке навантаження є наслідком передачі на нього моменту або горизонтальної складової навантаження. При розрахунку тиск по підошві позацентрово навантаженого фундаменту приймають таким, що змінюється за лінійним законом, а його крайові значення при дії моменту сил щодо однієї з головних осей визначають як для випадку позацентрового стиснення:

, (6.9)

де Mx, My– згинальні моменти, щодо основних осей підошви фундаменту, кНм;

Wx, Wy- Моменти опору перерізу підошви фундаменту щодо відповідної осі, м3.

Епюра тисків під підошвою фундаменту, отримана за цією формулою має бути однозначною, тобто. по всій ширині перерізу напруги повинні бути стискаючими. Це викликано тим, що напруги, що розтягують, у разі їх виникнення, можуть призвести до відриву підошви фундаменту від основи і буде необхідний спеціальний розрахунок, який не входить у передбачений обсяг курсового проекту.

Нецентровано навантаженим вважають фундамент, у якого рівнодіюча зовнішніх навантажень не проходить через центр ваги площі його підошви. При розрахунку тиск по підошві позацентрово навантаженого фундаменту приймають змінним за лінійним законом, а його крайові значення при дії моменту сил відносно однієї з головних осей. основа, включаючи вагу фундаменту та ґрунту на його уступах; А – площа підошви фундаменту; е - ексцентриситет рівнодіючої щодо центру тяжкості підошви; b - розмір підошви фундаменту в площині моменту.

Оскільки при позацентровому навантаженні щодо однієї з центральних осей максимальний тиск на основу діє лише під краєм фундаменту, підбираючи розміри підошви; фундаменту його допускається приймати на 20% більше розрахункового та опору ґрунту, тобто. рmax≤1,2R Одночасно середній тиск по підошві фундаменту, що визначається як рII=NII/A має задовольняти умові pII≤R.

У тих випадках, коли точка застосування рівнодіючої зовнішніх сил зміщена щодо обох осей інерції прямокутної підошви фундаменту, тиск під її кутовими точками знаходять за формулою.

Оскільки в цьому випадку максимальний тиск діє тільки в одній точці підошви фундаменту, допускається, щоб його значення задовольняло умові рсmax≤1,5R. Перевіряє тиск на підстилаючий шар слабкого ґрунту. За наявності і в межах стисканої товщі основи слабких ґрунтів або ґрунтів з розрахунковим опором меншим, ніж тиск на шар, що несе, необхідно перевірити тиск на них, щоб уточнити можливість застосування при розрахунку основи теорії лінійної деформованості ґрунтів. Останнє вимагає, щоб повний тиск на покрівлю підстилаючого шару вбирається у його розрахункового опору, тобто. σzp+ σzg≤Rz

Де ?zp і ?zg - вертикальні напруги в ґрунті на глибині z від підошви фундаменту (відповідно додаткове від навантаження фундамент і від власної ваги ґрунту); Rz - розрахунковий опір грунту на глибині покрівлі слабкого шару, величину Rz визначають як для умовного фундаменту шириною bz, так і глибиною закладення dz. Коефіцієнти умов роботи С1, С2 і надійності k, а також коефіцієнти Мq, Mc знаходять стосовно шару слабкого грунту. Ширину умовного фундаменту призначають з урахуванням розсіювання напруги в межах шару товщиною z. Якщо прийняти, що тиск діє підошвою умовного фундаменту АВ, то площа його підошви повинна становити Az=NoII/σzp, Знаючи Аz знайдемо ширину умовного прямокутного фундаменту bz=(√Az+a2)-a, де а=(1-b) /2 (1 і b довжина і ширина підошви проектованого фундаменту. Для стрічкових фундаментів bz=Аz/1.

Розрахунок опадів.

Розрахунок підстав за деформаціями провадиться виходячи з умови (6.1):

S£ Su,

де S– спільна кінцева деформація (осада) основи та споруди, що визначається розрахунком за вказівками додатка 2 СНіП 2.02.01-83, методика якого викладається нижче.

Su– граничне значення спільної деформації основи та споруди, що встановлюється за вказівками п.6.1.

Розрахункова схема основи застосовується у вигляді лінійно-деформованого напівпростору з умовним обмеженням глибини товщини, що стискається. Нс. Схема розподілу вертикальних напруг у лінійно-деформованому напівпросторі наведена на рис.6.9.

Для розрахунку Sвикористовується метод пошарового підсумовування осад, який допустимо застосовувати у випадках, коли тиск під підошвою фундаменту pне перевищує розрахунковий опір ґрунту основи R.

Послідовність розрахунку осад за методом пошарового підсумовування наступна:

а) на тлі геологічного розрізу (виконаного в масштабі) показати контури фундаменту, що проектується;

б) ліворуч від осі фундаменту побудувати епюру вертикальної напруги від власної ваги грунту (епюру szg), використовуючи формулу:

де g¢- Питома вага ґрунту, розташованого вище підошви фундаменту;

dn- Глибина закладення фундаменту;

gi, hi– відповідно питома вага та товщина i-го шару ґрунту;

Питома вага грунтів, що залягають нижче рівня підземних вод, але вище водоупору, повинна прийматися з урахуванням дії води, що зважує:

Якщо в товщі основи знаходиться водонепроникний шар – глини тверді, напівтверді, тугопластичні, суглинки тверді та скельні нетріщинуватіпороди, то на його покрівлю передається тиск від ґрунту і підземних вод. Тоді на покрівлі водоупору виникає стрибок напруги на величину hwgw.

в) ґрунтову товщу від підошви фундаменту вниз розбити на елементарні шари, потужність яких зручно приймати рівною 0,2 bабо 0,4 b. При розбивці не треба звертати увагу на межі шарів різних ґрунтів та на рівень ґрунтових вод;

г) праворуч від осі від рівня підошви фундаменту побудувати епюру додаткових вертикальних напруг (епюру szp). Додаткова вертикальна напруга на глибині zвід підошви фундаменту визначаються за формулою:

szp=ap0, (6.19)

де a– коефіцієнт, що приймається залежно від форми підошви фундаменту, співвідношення сторін прямокутного фундаменту та відносної глибини, що дорівнює x=2z/b;

p0=p-szg,0– додатковий вертикальний тиск на основу (для фундаментів завширшки b³10м приймається p0=p);

д) визначити нижню межу товщини, що стискається (НГСТ), яка знаходиться на рівні, де виконується умова szp=0,2szg. НГСТ зручно визначати графічним способом, навіщо праворуч від осі досить побудувати епюру 0,2szgу тому самому масштабі, в якому побудовано епюру szp. Точка перетину епюр szpі 0,2szgвизначить НГСТ;

де b- Безрозмірний коефіцієнт, що дорівнює 0,8;

szp,i– середнє значення додаткової вертикальної нормальної напруги в i-тому шарі ґрунту, що дорівнює напівсумі зазначених напруг на верхній zi-1та нижньої ziмеж шару по вертикалі, що проходить через центр підошви фундаменту;

hi, Ei– відповідно товщина та модуль деформації i-того шару ґрунту; якщо в i-тий шар входить два геологічні шари, то Eiприймати по тому шару, потужність якого в i-Тому шарі більше;

n- Число шарів, на яке розбита стискна товща основи.
Малюнок 6.9: Схема розподілу вертикальних напруг у лінійно-деформованому напівпросторі:

DL –відмітка планування; NL -відмітка поверхні природного рельєфу; FL -відмітка підошви фундаменту; WL –рівень підземних вод; B.C –нижня межа товщини, що стискається; dі dn– глибина закладення фундаменту відповідно від рівня планування та поверхні природного рельєфу; b –ширина фундаменту; p –середній тиск під підошвою фундаменту; p0- Додатковий тиск на основу; szgі szg,0– вертикальна напруга від власної ваги ґрунту на глибині zвід підошви фундаменту та на рівні підошви; szpі szp,0- Додаткова вертикальна напруга від зовнішнього навантаження на глибині zвід підошви фундаменту та на рівні підошви.

Дім Визначення попередніх розмірів підошви фундаментів дрібного закладання переглядів - 391

Вибір типів основ та фундаментів на базі порівняння варіантів

За гідрогеологічними умовами в період будівництва та експлуатації споруди.

Грунтові води не безпосередньо впливають на глибину закладення фундаментів. Рекомендується закладати фундаменти вище за рівень ґрунтових вод для виключення вкрай важливості застосування водовідливу або водозниження. При закладанні фундаментів нижче рівня грунтових вод передбачають відповідну гідроізоляцію та методи виконання робіт, що зберігають структуру грунту. При проектуванні основ враховують можливість зміни гідрогеологічних умов майданчика у процесі будівництва та експлуатації споруди.

Отже, після розгляду окремо кожної умови, що визначає глибину закладення фундаменту в пояснювальній записці вказують абсолютну позначку підошви або відзначають, що обмежень немає.

Остаточно приймають мінімальне значення величини абсолютної позначки підошви фундаментів та обчислюють глибину закладання:

Позначку підошви ростверку призначають за тими самими умовами (за винятком п. 3.3.3).

За конструктивними умовами висота ростверку дорівнює (h0 + 0,25) м, але не менше 30 см, де h0 - висота загортання в нього палі, яку приймають не менше 5 см.

Наприкінці розділу дуже важливо проаналізувати параметри майбутнього котловану. Якщо абсолютні позначки підошв всіх фундаментів споруди відрізняються один від одного незначно, то можна розташувати всі фундаменти з єдиною абсолютною відміткою. Це скоротить витрати на земляні роботи.

У курсовому проекті глибину закладення визначають кожному за заданого до розрахунку фундаменту.

Вибір типів основ та фундаментів проводять на основі спільного аналізу вихідних даних з інженерно-геологічних та гідрогеологічних умов майданчика будівництва та надфундаментних конструкцій.

Ґрунти в більшості випадків використовують у природному стані. Але якщо верхня відносно невелика товща складена слабкими ґрунтами, не здатними в природному стані сприймати навантаження від фундаментів, то передбачають спеціальні заходи (ущільнення, закріплення або заміна іншими ґрунтами, що мають необхідні властивості). Якщо товща слабких грунтів велика, то заходи щодо їх штучного поліпшення або їх заміна можуть відмовитися занадто дорогими. Економічно більш доцільним може виявитися метод фундування, при якому навантаження передають на щільні шари, що залягають на значній глибині під товщею слабких ґрунтів. Для цього влаштовують пальові фундаменти (наприклад, палі, палі-оболонки, палі- стовпи).

Студенту дуже важливо прийняти рішення про використання одного з двох можливих типів основи – природної або штучно покращеної, а також розглянути 2 варіанти фундаментів (дрібного та глибокого закладання).

До фундаментів дрібного закладення відносяться окремі (стовпчасті), стрічкові і у вигляді суцільної залізобетонної плити.

Типи паль розрізняють за матеріалом, формою поперечного і поздовжнього перерізів, способом виготовлення та занурення в ґрунт. При цьому проходження палями глинистих грунтів твердої та напівтвердої консистенції допускається у виняткових випадках. Палі не можна застосовувати, коли в товщі є валуни та інші перешкоди. У цих випадках роблять фундаменти, що виконуються способами стіна в ґрунті або опускний колодязь.

При виборі варіантів фундаментів розглядають лише варіанти цілеподібні та конкуруючі між собою.

Під одним будинком бувають різні типи основ чи фундаментів. Наприклад, важка частина будівлі може спиратися на фундамент пальовий, а більш легка на фундаменти дрібного закладення (рис. 5).

Мал. 5. Тип основ та фундаментів: а – різні за навантаженнями фундаменти при однаковій ґрунтовій основі; б – однакові за навантаженнями фундаменти за різних ґрунтових основ.

Розміри підошви визначають методом послідовного наближення.

1. Обчислюють площу підошви А у першому наближенні

2. Вибирають форму підошви. Відомо, що найоптимальніша з погляду провідних осад - кругла, але вона трудомістка у використанні. З цієї причини підошву фундаменту приймають квадратною, і тільки наявність великого за величиною моменту змушує приймати її прямокутною ().

3. Виходячи з А1, обчислюють ширину та довжину фундаменту при прийнятому відношенні. Наприклад, для квадратної підошви: для прямокутної: ; ; . Розміри приймають кратними 10 див.

4. Визначають розрахунковий опір ґрунту основи (додатки Б10 та Б11)

5. Обчислюють площу підошви у другому наближенні

6. Уточнюють розміри підошви та. У цьому наближенні можна зупинитися, прийнявши, .

7. Конструюють фундамент, призначаючи певну кількість та розміри ступенів (рис. 6), і обчислюють середній тиск під підошвою фундаменту

8. Перевіряють виконання таких умов:

а) середній тиск під підошвою фундаменту має перевищувати розрахункового опору грунту підстави, т.е. ;

б) при дії моменту в одному напрямку (рис.6,а) тиск під найбільш і найменш навантаженою гранню фундаменту має бути відповідно:

в) при дії моменту у двох напрямках тиск у кутовий максимально навантаженій точці (рис. 6, б) не повинен перевищувати 1,5 R, п.б. ;

Якщо вищенаведені умови не виконуються, то дуже важливо зробити наступне:

1) змінити співвідношення розмірів підошви, тобто. надати підошві подовження в площині дії найбільшого моменту, але не більше, ніж;

2) збільшити площу підошви на 20% і більше;

3) змістити підошву фундаменту у напрямку дії моменту щодо нерухомої колони, тоді величина ексцентриситету дорівнює відстані від центру підошви до точки перетину осі колони з підошвою фундаменту (рис. 7). При цьому площа підошви залишається без змін. Значення для перевірки вищенаведених умов визначають за формулою:

При виконанні всіх умов попередній розрахунок розмірів підошви фундаменту дрібного закладення вважається завершеним.

Ширину підошви стрічкового фундаменту під стіну визначають аналогічно, виходячи з розрахункових умов, що припадають на 1 м довжини фундаменту (при l= 1 м).

Збірні стрічкові фундаменти проектують уривчастими.

При слабких, просадних і набухаючих грунтах, а також за наявності карстових явищ, в сейсмічних районах і на територіях, що підробляються, для зниження нерівномірності деформацій будівлі влаштовують монолітні залізобетонні перехресні стрічки або плитні фундаменти під всією спорудою. Основними конструктивними типами плит є: безбалочна плита з опиранням колон на збірні склянки (рис. 8, а), безбалкова плита з монолітними склянками (рис. 8, б), ребриста плита, що з'єднується з колонами за допомогою монолітних склянок або випусків арматури (рис. 8, в), плита коробчатого перерізу (рис. 8, г).

Розміри плити в плані дорівнюють зовнішнім габаритам каркасу (зовнішні поверхні стін або колон), збільшеним на дві товщини стінки склянки або відступаючи на 10...20 см від стін. Товщина плити визначається розрахунком її як железобетонного елемента, а в курсовому проекті приймають 40 ... 60 см.

Фундамент будівлі – це основний його елемент. Він забезпечує існування. Усього будинку в цілому. Щоб фундамент не почав сучасно розвалюватися, слід дуже якісно зробити його заливку.

Ми допоможемо вам грамотно здійснити це завдання, для цього вам лише потрібно буде наслідувати наші рекомендації.

Перед початком заливання фундаменту слід провести необхідну підготовку. Перш за все вам потрібно буде чітко визначити положення вашого будинку. Потім ретельно відчистіть територію та добре вирівняйте її.

Розбивку будівлі не варто проводити самостійно. Краще довірити цю справу професіоналові. За допомогою спеціальних пристроїв та приладів він точно розмітить усі кути зовнішнього типу кілочками. Це робиться, щоб здійснити наочно зовнішню лінію стіни фундаменту.

Головне, що ви повинні заповнити, це те, що обов'язково необхідно визначити, чи є ваш будинок прямокутним.

Це зробити досить просто. Для цього просто виміряйте його діагоналі. Вони обов'язково повинні бути ідентичними, якщо ні - значить, будинок не відноситься до прямокутного типу.

Після того як мітка улов зовнішнього типу завершена, можна приступати до вбивання кілочків. Слід вбивати по три кілочки для кожного кута. Відстань між ними має бути близько 1 м від зазначеної лінії фундаменту. Потім ви повинні приступити до прибивання дощок.

Це потрібно зробити так, щоб їхній край, який вважається верхнім, показував рівень кінця стін фундаменту. Нівелір допоможе вам здійснити якісне вирівнювання.

Далі вам буде необхідно здійснити розтягування шнура. Це слід зробити через верхні дошкові краї на парі протилежних улов. Щоб правильно підігнати положення шнура вам знадобиться виска. Це слід здійснити для того, щоб шнур знаходився прямо під відміткою, яку нанесе професіонал. Вам потрібно зробити насічки в тих.

Місцях, де шнур торкається дошки, це робиться для того, щоб відміряти положення дошки. Пам'ятайте, що насічки, що здійснюються вами, повинні бути повністю ідентичні один одному. Шнури, які ви натягнули, допоможуть вам у наступних етапах будівництва. А саме у визначенні рівної лінії монтажу будинкових стін. Протягом процесу викопування ви можете зняти шнур. Тут і стане в нагоді насічки, які ви попередньо зробили на поверхні дощок.

Вони завжди допоможуть вам визначитися, де розташовані краї зовнішнього типу стін фундаменту. Вам також потрібно визначити центральну балку несучого типу. Це буде потрібно для правильної розбивки лінії зовнішнього типу фундаменту. Це не так складно зробити, вам просто потрібно буде точно виміряти відстань від частин улову. Потім необхідно вбити кілочки.

Після цього вам потрібно буде укласти дошки горизонтального типу. Зверніть увагу, що вони мають бути одного рівня. Це дуже важливо. Наступним кроком буде розміщення шнура. Це потрібно виконати, дотримуючись попередніх рекомендацій. Корду ви виконуватимете вкопування котловани безпосередньо під фундамент, ви за бажанням можете видалити кілочки, якщо вони почнуть вам заважати. Після всіх виконаних дій ви можете приступити до виконання стін фундаменту та його підошви.

Підошва будівлі та фундаменту

Ось ви й підійшли до створення підошви будівлі. Ми підготували вам кілька порад, щоб цей процес пройшов якомога успішніше. Пам'ятайте, що перед тим як приступити до моменту викопування рову під фундамент, ви повинні зняти шар землі. Знятий шар має бути з усієї поверхні відразу. Вам доведеться викопати додаткові рови.

Що стосується розмірів ровів, вони повинні бути приблизно півметра. Запам'ятайте важливу інформацію, що підошва фундаменту має бути в товщині близько 10 см. Не менше. У випадку, якщо основа в несутності не дуже хорошого рівня, ви повинні розширити його, а також армувати. Клин, що знаходиться у верхній частині фундаменту, виконує важливі функції.

Він допомагає стіні фундаменту витримувати бічні навантаження. Такі навантаження можуть виникнути у разі зміщення ґрунту. Можливо, ви зіткнетеся з нерівностями котловану. У ситуації такого типу слід вдатися до вирівнювання котловану за допомогою бетону. У жодному разі не використовуйте землю, яка вже є викопаною.

Вам, безперечно, знадобиться прокласти фундамент під стовпи та колони. Щоб легко визначити лінію, на якій розташовуються стовпи, головною функцією яких є підтримка балки несучого типу, потрібно скористатися шнуром.

На плані будинку ви повинні знайти координати розміщення стовпів, а також їх розміри. Фундаменти під них повинні бути віддані заливці так, щоб частини, що знаходяться на їх поверхні, знаходилися в центрі самого фундаменту.

Розмір фундаменту повністю залежатиме від тиску самої основи, а також навантаження. Зазвичай розміри фундаменту під стовпи та колони становлять для будівлі з одним поверхом 60 на 60, а з кількома 80 на 80. Обов'язково врахуйте цей нюанс. З питання щільності ґрунту краще порадитися безпосередньо з професіоналом.

Він дасть слушну пораду. Ви повинні враховувати, що найменша товщина фундаменту, який не піддавався армуванню, становить для колон 0,1 м. Ви повинні враховувати, що товщина самого фундаменту не може бути вже, ніж відстань між краями фундаменту і стовпа. Важливо враховувати час заливання фундаменту під каміни, він повинен збігатися з часом заливки димовідведення. Хотілося б сказати кілька слів про фундамент ступінчастого типу.

Дані фундаменти дуже поширені при нахилі ґрунту або в будинках, в яких простежується наявність різнорівленості. Запам'ятайте, що підошву фундаменту і вертикальноступінчасту частину варто залити одночасно. Особливого значення має розміщення нижньої ділянки підошви. Буде краще, якщо вона розміщуватиметься на підставі без порушень.

Бетон відмінно підійде для з'єднання з вертикальною підошвою типу. Його товщина має бути приблизно 15 см, а ширина має повністю відповідати параметрам підошви фундаменту. Якщо ви знаєте наявність досить великого ухилу, виконайте не один ступінь, а кілька.

Це важливий момент.Врахуйте, що відстань сходів у вертикальному положенні не повинна бути більше 60 см. Це не стосується скельної основи. Якщо основа зроблена з гравію або піску, відстань не повинна бути вище 40 см. Вам необхідно дотриматися наших порад, і заливка підошви будівлі пройде успішно.

А також ви можете подивитися відео Початок будівництва. Земляні роботи